Инверторен регулатор на напрежение за дома: описание, технически характеристики и видове

Резките и значителни промени в напрежението на променливотоковата мрежа водят до нестабилна работа на електронното оборудване и домакинските електроуреди. В екстремни случаи тези пренапрежения могат да станат основна причина за смърт причините за повредите електроника и нейната повреда. В такива случаи може да се наложи използването на регулатор на напрежението в захранващата линия. Все по-често потребителите спират избора си на инверторни стабилизатори на напрежение за домакинството.

Преглед на регулаторите на напрежение

Стабилизаторите за променливо напрежение са се развивали в миналото, като са използвали различни схеми. Понастоящем има няколко вида стабилизатори:

• Релетата на регулатора на напрежение;
• електромеханични стабилизатори със сервозадвижване;
• Електронни тиристорни или симисторни регулатори;
• Инверторни регулатори на напрежение.

Изходното напрежение на релейните регулатори се променя стъпаловидно поради превключване на намотките на мрежовите трансформатори чрез контактите на мощни електромагнитни релета. Точността на стабилизацията се определя от броя на превключваните намотки. Може да има между 5 и 10 такива намотки. При превключване от една намотка към съседната изходното напрежение променя стойността си с около (15-20) V.

В електромеханичните стабилизатори постояннотоков сервомотор движи токоснемател с графитна четка през намотките на автотрансформатора. Стойността на управляващия сигнал зависи от разликата между входното напрежение и еталонното напрежение, съответстващо на 220 V. Когато разликата е отстранена, блокът за управление на серводвигателя преминава в режим на проследяване.

При електронните регулатори на напрежение превключването на използваните трансформаторни намотки се контролира от контролера.

Превключващият компонент е съставен от полупроводникови симистори или тиристори. Работата на контролера се определя от фабрично инсталирания софтуер.

Принцип на действие на инверторен регулатор на напрежение

Инверторът AVR се основава на принципа на двойното преобразуване. Първо входното променливо напрежение се преобразува в постоянно, след което се извършва обратното преобразуване. Изходът на устройството е със стабилно променливо напрежение от 220 V чрез електрониката на инверторен регулатор на напрежение.

Няма тромави захранващи трансформатори. Регулаторите се състоят от следните електронни блокове

• филтър за входна LC линия;
• полупроводников диоден изправител с двоен полупериод;
• устройство за корекция на фактора на мощността;;
• модула на кондензатора за съхранение;
• инвертор-конвертор;
• Кварцов часовников генератор със стабилна честота;
• високочестотен филтър на изхода;
• микропроцесорен контролер.

Пасивен филтър на входната линия, използван за елиминиране на високочестотни смущения и за изглаждане на къси пикове в захранващата линия. Изправител преобразува променливото напрежение в постоянно напрежение, част от чиято електрическа енергия се съхранява в банка електролитни кондензатори с голям капацитет. Те са резервен източник, който влиза в действие в случай на пропадане на мрежовото напрежение или краткотрайно спиране на тока.

Предназначението на коректора е да нормализира консумираната от мрежата мощност, като предотвратява претоварването на стабилизатора по време на работа. Инверторът възстановява променливо напрежение от постоянно напрежение. Благодарение на участието на кристален генератор изходното напрежение е под формата на чиста синусоидална вълна с честота 50 Hz с грешка, която не надвишава 0,5 %.

Контролерът управлява работата на веригите за стабилизиране на изходното напрежение и оценява състоянието на отделните блокове на устройството, като резултатите се извеждат на елементите на дисплея. Той подава команди за автоматично изключване на регулатора в случай, че стойността на входното напрежение надвиши диапазона на регулиране, определен от техническите спецификации.

Технически характеристики на стабилизаторите

При избора на регулатор на напрежение за променлив ток трябва да се обърне голямо внимание на неговите основни характеристики технически характеристики, които включват следното:

• Максимално допустимото натоварване на мощността, което AVR може да осигури при запазване на параметрите на качеството на мрежовото напрежение;
• Допустими колебания на мрежовото напрежение, при което напрежението на изхода на регулатора запазва стойността си в съответствие с изискванията на стандартите за качество;
• Скорост на изравняване, която определя времето за реакция на стабилизатора на краткосрочни бързи промени в мрежовото напрежение, за да се запази изходното напрежение непроменено;
• форма на изходния сигнал, която в идеалния случай се доближава до синусоида;
• Точност на параметрите на стабилизираното напрежение;
• Степен на защита, която определя възможността за работа на регулатора в условия на екстремна температура и висока относителна влажност;
• форм-фактора, който определя размера на AVR;
• нивото на смущенията, причинени от устройството, за работа околно оборудване.

Допълнителен фактор, влияещ върху избора на регулатор, може да бъде наличието на визуална индикация и алармени елементи.

Той трябва да информира потребителя за стойностите на входните и стабилизираните параметри и да го предупреждава за критични ситуации.

Характеристики на инверторните стабилизатори

Липсата на тромавите феромагнитни трансформатори със сложна структура на намотката значително опростява дизайна. Инверторните регулатори на напрежение не съдържат движещи се части на сервозадвижванията, което не изисква периодична поддръжка по време на работа и прави регулаторите почти безшумни. Като захранващи елементи се използват полупроводници IGBT или MOSFET с най-съвременна технология.

Използването на кварцови часовникови генератори ви позволява да получавате изходното променливо напрежение, чиято форма е близка до чиста синусоида. Схемите позволяват да се коригира не идеалната форма на входното напрежение. Всички функции се управляват от микроконтролер.

Ефективност на инверторните регулатори

Схематичните и техническите решения, прилагани в инверторните регулатори на напрежение, позволяват да се произвеждат крайни продукти, чиито показатели се различават значително от показателите на други видове стабилизатори за. Водещи местни и чуждестранни производители предлагат продуктови линии, предназначени за различни нива на мощност на потребителите. Те започват от капацитет от 300 VA. Инверторният регулатор на напрежение с мощност 10 kW (kVA) не е последният в тази гама.

По отношение на други показатели. Инверторните регулатори на напрежение с двойно преобразуване поддържат стабилизирано напрежение 220 V на изхода с отклонение не повече от 1 % при промяна на мрежовото напрежение в диапазона 90-310 V. Грешката на показаната честота е по-малка от 0,5%. Скоростта на стабилизация е 10 ms, което позволява използването на прецизни инструменти като товар. Осигурено е пълно потискане на импулсния шум.

Заключение

Инверторните регулатори на напрежение постепенно печелят пазарен дял. След като прочетат тази статия, читателите ще разберат, че това е заслужено. Техническите решения и схемите, използвани в тези продукти, позволяват постигане на резултати, недостижими за други видове стабилизатори. Постепенно намаляващата им цена оправдава ползите, които потребителите на такива устройства получават след закупуването им.